Síla je měřítkem toho, jak rychle se úkol provádí nebo kolik úkolů se provádí v daném časovém rozpětí.
Ve fyzice pojem energie souvisí s množstvím energie spotřebované nebo dodávané k provádění těchto úkolů a časem, který byl použit.
Pokud dva stroje dělají stejnou práci a jeden z nich to dělá za poloviční dobu, tím rychlejší je výkonnější. Pokud dva stroje pracují stejnou dobu a jeden z nich produkuje dvakrát tolik, je ten, který produkuje nejvíce, ten nejsilnější.
Síla je výsledkem rozdělení mezi prací a časovým intervalem použitým k provedení této práce, což je skalární veličina, to znamená, že není nutné definovat směr a směr.
Průměrný vzorec výkonu
Kde:
T je práce měřená v J (joulech);, měřeno v s (sekundy).
Protože množství práce, tj. Energie, použité nebo dodané, se může v průběhu času měnit, výše uvedený vzorec udává průměrný výkon.
pohonná jednotka
V mezinárodním systému (SI) je jednotkou práce joule (J) a čas druhou (s). Proto je jednotka síly J / s, což je opatření tak důležité, že dostalo zvláštní název watt (W) na počest Jamese Watta, vynálezce, matematika a inženýra. James Watt, považovaný mnohými za předchůdce průmyslové revoluce, zdokonalil parní stroj a později si kromě mnoha dalších příspěvků patentoval svůj vlastní motor.
Další koncept vyvinutý Jamesem Wattem byl HP (Horse-Power) nebo CV (koňská síla).
Je běžné narazit na jiné způsoby znázornění výkonu, jako je několikanásobný kW (1 000 W) a MW (1 000 000 W), které se běžně používají při dodávce elektrické energie.
V stopách na libru vteřinách je 1 watt vyjádřen jako:
Síla konstantní síly v posunutí
Potence je vyjádřena:
Síla F vykonává práci na těle a pohybuje ji z bodu A do bodu B. Práce prováděná silou F při pohybu těla lze vypočítat takto:
Kde:
F je konstantní síla měřená v Newtonech (N).
d je posunutí, měřeno v metrech (m).
cos θ je kosinus úhlu θ. (úhel mezi směry síly a pohybu)
Síla síly jako funkce průměrné rychlosti
Protože průměrná rychlost je posunutí děleno časem, podle vztahu:
Dosazením předchozí rovnice díla máme:
okamžitý výkon
Moc je výsledkem rozdělení práce a množství času použitého k provedení této práce. Pokud vezmeme velmi malý časový interval, směřující k nule, máme okamžitou sílu.
Kde,
znamená, že rozdělení bude provedeno pomocí a 
velmi blízko k nule.
Výkon
Účinnost stroje nebo zařízení je poměr mezi skutečně použitým výkonem a výkonem, který obdržel. Tato užitečná síla je použitelnou částí, je to síla, která byla přijata mínus síla, která byla rozptýlena.
Zařízení nebo stroj, který přijímá určité množství energie, jej nemůže plně přeměnit na práci, část je ztracena v důsledku tření ve formě tepla, hluku a dalších procesů.
Potu = Potr - Potd
Kde:
Potu je užitečná síla;
hříbě je přijatá síla;
Potd je rozptýlená síla.
Vzorec příjmu
Kde,
je příjem;
Potu je užitečná síla;
hříbě je přijatá síla.
Dalším způsobem vyjádření výtěžku je nahradit vyjádření užitečné síly výtěžkem.
Výnos je vždy nižší než 100%. Abychom pochopili, proč se to děje, je nutné vidět, že ve vzorci je užitečná síla, která je v čitateli, vždy menší než síla přijatá, protože vždy existuje rozptyl.
Jelikož se jedná o dělení mezi množstvími stejné jednotky, nemá výtěžek měrnou jednotku, protože jsou v dělení zrušeny. Říkáme, že je to bezrozměrná veličina a je běžné ji vyjádřit v procentech.
Myšlenku výnosu lze rozšířit na elektrické, tepelné a mechanické stroje.
Zjistěte více o výkonu s Carnotův cyklus.
Cvičení
Otázka 1
Loď, která přepraví objednávku doků automobilů, aby ji naložila. Vozidla jsou v kontejnerech a mají přibližnou hmotnost 4000 kg. Chcete-li je přesunout z přístavu na palubu lodi, zvedne jeřáb do výšky 30 m. Každá operace zvedání kontejneru trvá 5 minut.
Vypočítejte výkon, který jeřáb použil k provedení tohoto úkolu. Uvažujme gravitační zrychlení rovné 10 m / s².
Řešení:
Protože průměrný výkon je práce dělená časem a čas již poskytuje problém, musíme určit práci.
Data:
m = 4000 kg
výška = 30 m
t = 5 min = 5 x 60 s = 300 s
g = 10 m / s².
Jeřábová práce bude dána váhovou silou.
Tím pádem,
Použitý výkon bude 4 kW.
otázka 2
Na silnici se auto pohybuje konstantní rychlostí 40 m / s. Chcete-li provést tento pohyb, použijte konstantní vodorovnou sílu ve stejném směru jako rychlost. Motor produkuje výkon 80 kW. Jaká je intenzita aplikované síly?
Řešení:
Můžeme určit sílu prostřednictvím jejího vztahu k síle a rychlosti.
Data:
Vm = 40 m / s
Hrnec = 80 kW
Síla konstantní síly je dána součinem síly rychlostí a kosinem úhlu vytvořeného mezi nimi. Protože v tomto případě jsou síla a rychlost ve stejném směru a směru, úhel θ je nula a kosinus je 1.
Hrnec = F. Vm. cos θ
Hrnec = F.Vm. cos 0
Hrnec = F. Vm. 1
Izolace F a nahrazení hodnot,
Intenzita aplikované síly bude 20 kN.
otázka 3
(Fuvest-SP). Dopravní pás přepravuje 15 případů nápojů za minutu z podzemního skladu do přízemí. Běžecký pás má délku 12 m, sklon 30 ° od vodorovné roviny a pohybuje se konstantní rychlostí. Přepravované boxy jsou již umístěny s rychlostí dopravníku. Pokud každá skříň váží 200 N, musí motor pohánějící tento mechanismus poskytovat energii:
a) 20 W.
b) 40 W.
c) 300 W.
d) 600 W
e) 1800 W
Řešení:
Síla je dána vztahem mezi prací a použitým časem, v sekundách.
Data:
t = 1 min = 60 s
Délka pásu = 12 m
sklon = 30 °
P = 200 N na krabici
S 15 boxy máme 200 N x 15 = 3000 N.
Takže P = 3000 N, tedy mg = 3000 N.
Protože práce gravitační síly je dána T = m.g.h, musíme určit výšku.
Ve výšce h vytváří rohož pravoúhlý trojúhelník 30 ° vzhledem k horizontále. Abychom tedy určili h, použijeme sinus 30 °.
Z trigonometrie víme, že sinus 30 ° = 1/2.
Práce bude zadána:
Chcete-li zjistit účinnost, rozdělte práci podle času.
Odpověď je tedy písmeno c.
Máte zájem o:
Elektrická energie
práce a energie
Fyzikální vzorce
